总投资6.7亿元！庄信万丰膜电极工厂开工；2023膜电极国产化进展如何？
文章来源：上海嘉定、全球氢能
日前，总投资约6.7亿元的庄信万丰工厂项目启动桩基施工。
图源上海嘉定
庄信万丰此次在安亭开工建造的是一座拥有领先技术的自动化无尘室工厂，项目采用政府定建、企业承租的模式建设，占地2.2万平方米，预计2025年建成投入使用，每年可生产35万平方米精密催化剂涂覆膜（CCM）。
图源上海嘉定
据介绍，膜电极作为推动燃料电池性能的高科技组件，是燃料电池物质传输和电化学反应的核心场所，其制备技术不但直接影响燃料电池性能，而且对降低电池成本、提高电池比功率与比能量至关重要。该项目建成后，将进一步加速嘉定燃料电池全产业链布局，提升嘉定氢能产业影响力。
作为商业规模的膜电极组件生产商，庄信万丰也是合成气和氢燃料电池领域的引领者，致力于发展汽车尾气催化剂、贵金属、专用化学品和氢能核心技术，在国内拥有6家顶尖技术制造工厂。
在氢能相关技术与产品方面，庄信万丰重点关注氢气的生产和使用：绿氢方面主要布局PEM电解水制氢、AEM路线，蓝氢方案改进了传统的天然气裂解制氢工艺并高效结合了二氧化碳捕捉和封存技术；在氢气使用端主要布局燃料电池业务。
近年来，庄信万丰除了在中国展开氢能布局以外，在其他国家也开始加速布局氢能业务，在绿氢领域已和Plug Power、Hystar等企业确定合作伙伴关系。
2023年2月，庄信万丰与Plug Power宣布建立旨在加速氢经济的长期战略伙伴关系，这一合作将加强Plug的供应链，帮助满足燃料电池和电解槽不断增长的需求。
5月，庄信万丰与挪威高科技氢能公司Hystar签署了一项为期三年的战略供应协议，以扩大可再生绿氢生产。双方将合作进一步扩大Hystar产线产能并实现产线自动化，该产线预计将于2025年投入运营。
7月，上海市嘉定区政府与英国庄信万丰集团签署投资意向协议，在上海嘉定区投资的催化剂涂敷膜（CCM）——“燃料电池芯片”生产线项目约为10亿元，该项目建成后将极大提高氢能燃料电池的技术迭代速度。
此次，庄信万丰在上海嘉定区建设工厂，意味着庄信万丰将完成包括中国、美洲、欧洲在内的三个氢能产业主要市场的布局。
2023，国内膜电极产业发展如何了？
膜电极作为电解水制氢与燃料电池上游的重点关注对象，主要由催化剂、质子交换膜、气体扩散层以及边框一体化制备而成。膜电极及其核心材料也一向是市场稳定持续的主流热点，它们的技术发展趋势不但直接影响电池性能，更在降本、功率等方面有着举足轻重的地位。
据介绍，高性能的膜电极具有以下特点：
能够最大限度减小气体的传输阻力，使得反应气体顺利由扩散层到达催化层发生电化学反应。
形成良好的离子通道，降低离子传输的阻力。
形成良好的电子通道。
气体扩散电极应该保证良好的机械强度及导热性。
膜具有高的质子传导性。
2023年，国产燃料电池用膜电极发展加速。随着国内燃料电池产业的快速发展，国内电堆及其零部件环节基本实现国产化，膜电极作为电堆的核心组成部分，需求量也随着燃料电池行业的发展逐步上升。
同时，由于PEM制氢膜电极与燃料电池膜电极的相似性，此前在燃料电池领域占据市场优势的代表企业如鸿基创能、唐锋能源、武汉理工氢电、擎动科技、亿氢科技等已经在PEM制氢膜电极市场开拓方面取得成就。
在技术水平方面，经过最近几年的发展，国产膜电极产品取得了长足的进步，主要技术指标基本已经与国外水平相当。从技术指标看，各家的膜电极产品不相上下。国产膜电极铂担量大多在0.3-0.4mg/cm2，功率密度普遍突破1.3W/cm2（由于没有统一的额定电压标准，因此各供应商宣称的功率密度存在一定的差异），寿命超过10000小时（衰减≤10%）。
值得注意的是，膜电极标称的耐久性，一般为设计耐久性或在特定工况下进行测试得到，实际的装车耐久性还需更多验证。膜电极技术水平的明显提升，有力推动了国产膜电极的市场化应用。
近几年来，随着国产膜电极技术和产能的提升，逐渐挤占进口膜电极的份额，膜电极成本明显降低，价格从约2000元/kW降到了600元/kW左右，对应的电堆价格已经降到1000-1500元/kW。未来五年内，随着膜电极功率密度的提升、国产材料的应用和市场总量增长带来的规模效应，膜电极成本有望进一步降低50%以上。
值得一提的是，随着膜电极技术水平的提升，催生了膜电极制备工艺和设备的快速进步，如国内首创CCM型膜电极技术的武汉氢电自主开发了国内首条膜电极自动化生产线，2019年该产线建成投产，将膜电极从最初的单片生产升级到自动化生产，年产能提高5倍以上；新源动力在2010年开发的双面喷涂CCM工艺产线批量制造基础上，结合膜电极产品升级开发了CCM直涂工艺和MEA连续封装工艺，完成了全自动卷对卷膜电极生产线建设，大幅提升膜电极的品质和生产效率，2022年产能已提升到400万片/年。
目前，采用卷对卷直涂CCM制备工艺已经成为国内膜电极生产的主流工艺，如新源动力、鸿基创能、上海捷氢和苏州擎动等。国内膜电极供应商的产能均在100-500万片/年，据不完全统计，仅上表中列举的几个代表性企业的膜电极现有产能在满产状态下已基本可以满足年产50000台燃料电池汽车所需。最近这几年，随着对膜电极制造设备需求的提升，一些传统行业设备制造商也在积极转型研发相关设备，并已成功推出相关产品，代表性供应商有无锡先导智能、湖南隆深氢能、东莞嘉拓和湖北魔方新能源等。
2023年，国产膜电极突破不断——
全球氢能根据公开报道整理，存在疏漏，仅供参考
当前，国内膜电极企业持续探索，规划新建膜电极产能加速提升，并且已经有部分企业拥有规模化量产能力。2024年，在我国氢燃料电池汽车示范应用全面启动的新阶段，预计膜电极产业将迎来快速发展的新局面。
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